寧夏4種高效節水灌溉技術模式的適用區域與優缺點

李 昊，楊 飛，王 昊，賈雨晗，楊月菊，趙 雁

(1.寧夏農產品質量安全中心，寧夏 銀川 750002； 2.寧夏農業技術推廣總站，寧夏 銀川 750001； 3.寧夏農墾農林牧技術推廣服務中心，寧夏 銀川 750021； 4.寧夏農業勘察設計院，寧夏 銀川 750001； 5.寧夏農田水利建設與開發整治中心，寧夏 銀川 750002； 6.寧夏農業綜合開發中心，寧夏 銀川 750002)

近年來，寧夏回族自治區人民政府公報[1]、《黃河可供水量年度分配及干流水量調度方案》[2]和《黃河水量調度管理辦法》[3]均指出，寧夏干旱少雨，水資源嚴重匱乏，計入國家分配的40億 m3黃河水資源，可利用水資源總量只有41.5億m3。寧夏不僅水資源缺乏，而且水資源時空分布極不均衡，嚴重限制了農業發展，為解決農業灌水問題，寧夏學習借鑒國內外高效節水灌溉經驗，到目前全區共建成高效節水灌溉600多處，面積23.47萬hm2，占全區總灌溉面積的40%，其中，北部引黃灌區11.33萬hm2、中部干旱帶7.67萬hm2、南部山區4.47萬hm2。在發展高效節水灌溉技術模式過程中，寧夏歸納總結出4種高效技術模式，現介紹如下，以期為生產上推廣應用提供參考。

1 寧夏高效節水灌溉技術模式及分布

1.1 模式

寧夏在發展節水灌溉技術過程中總結出機井+管道輸水+滴、噴灌模式(A模式)[4]，黃河水+沉沙池+調蓄水池+加壓泵站+滴、噴灌模式(B模式)，黃河水+調蓄水池+加壓泵站+滴、噴灌模式(C模式)，水庫(塘壩)+高位蓄水池+滴、噴灌模式(D模式)等4種高效模式。

1.2 分布

A模式主要分布在銀北自流灌區、鹽池縣、原州區、西吉縣、農墾等，面積3.76萬hm2，占比15.99%；B模式主要分布在青銅峽和沙坡頭、農墾等自流灌區，面積8.30萬hm2，占比35.30%；C模式主要分布在利通區、鹽池縣、同心縣、紅寺堡區、海原縣和原州區、農墾等，面積9.80萬hm2，占比41.68%；D模式主要分布在固原市和海原縣，面積1.65萬hm2，占比7.02%。

2 4種模式的適用區域與優缺點

2.1 適用區域

A模式主要適用于無地表水、無過境水的區域；B模式、C模式主要適用于有地表水、有過境水的區域；D模式主要適用于降水較多的區域。

2.2 優點

2.2.1 A模式 一是占用土地少，一般1個井房占地約15 m2，可以輪灌20 hm2左右的地塊(以種植玉米為例，出水量50 m3/h，以下全部以種植玉米為作物標準)。二是靈活性較強，可以在山坡等地勢不平坦的地方建設，甚至可以建在渠系上。三是建設費用低，一般在50萬元左右(面積不超過20 m2，基建成本約1 500元/m2；深度不超過200 m，成本約1 800元/m；過濾設備約80 000元/套)。四是適用性強，小型農場、農戶可以單獨操作使用，不宜受其他因素干擾(較其他模式可以單人操作，不受水源的制約)。五是易維護，易操作，設備簡單。

2.2.2 B模式 該模式在寧夏使用面積較大，一是效率高，同時可以大面積灌溉作業，對于大型農場等耕地面積較大的地方可以有效提高效率。二是設備維護費用低，因沉沙池作用而大大降低水中雜質，能提高過濾器等重要設備的壽命，降低田間滴灌管帶的堵塞概率，增加作物長勢的均勻性。三是提高灌溉水利用系數，2018年全區灌溉水利用系數達到0.51，該模式下水經過長時間照曬，水溫較高，可有效提高肥料和水的利用系數[5-6]。

2.2.3 C模式 該模式在寧夏使用面積較大，其優點與B模式基本一樣，但沒有沉沙池的作用。

2.2.4 D模式 一是費用低，因為水源主要是依靠降水，減少抽水成本。二是水庫(塘壩)易改造，一般是利用以前的基礎設計就行改造。三是占用土地少，多數是利用塘壩等地，新增使用較少。

2.3 缺點

2.3.1 A模式 一是因為水溫低，所以灌溉水的利用系數低。二是易造成作物“生理干旱”。夏季氣溫高，植株葉面溫度常高達40℃左右，蒸騰作用強，同時水分蒸發快，根系需要不斷吸收水分補充葉面蒸騰的損失，如果此時澆冷水，土壤溫度突然降低，植株根毛受低溫刺激會立即阻礙水分的正常吸收；但葉面氣孔沒有關閉，水分供求失衡，導致葉面細胞由緊張狀態變萎蔫，使植株產生“生理干旱”。三是供水的面積有限、效率低，在大型農場和大面積灌溉時輪灌次數多，持續時間長。四是嚴重依賴開采地下水，可能會引起不可恢復的生態破壞。

2.3.2 B模式 一是費用高，一部分是建造成本高，包括占地成本、泵房、蓄水池、機電設備、水泵、過濾器、施肥罐、沉砂池等都較A模式高；另一部分是在每年灌溉結束需要清理沉砂池的泥土，費工費時，同時冬季維護費工費時，總體建造成本和維護成本都較高。二是占地較多，一般較A模式占地多60倍左右，且能使用B模式的區域一般都是基本農田，地塊價值較高。

2.3.3 C模式 其主要缺點和B模式基本相同，不同之處C模式沒有沉砂池但有調蓄水池，費用稍低。較A模式對過濾器的要求較高，設備運轉較多。

2.3.4 D模式 一是較A模式對過濾器的要求較高，設備運轉較多。二是灌溉面積有限。三是受降水、地形因素的影響較大。

3 小結

農田高效節水灌溉可對水資源進行合理配置及使用，有效提高水資源的利用率，解決當前水資源匱乏的問題。沒有水就沒有農業，更談不上農業現代化、綠色農業等，高效節水是現代農業發展的一個方向。不同高效節水灌溉模式的使用區域不一，且各有其優缺點，建設時要對農田進行實地考察，綜合考慮當地水源情況、種植農作物、農作物需水量、資金、地形地貌等，因地制宜選擇。對于寧夏沒有水源或沒有穩定水源的中部干旱帶和南部山區，可以不計成本選擇應用，因為只有水才能發展農業；對于引黃和揚黃灌區，要針對性選擇高效節水灌溉模式，以達到節本增效的作用。